提高立窯水泥質(zhì)量的技術(shù)措施
2005-03-28 00:00
引言
2001年4月1日，我國開始正式實施水泥膠砂強度檢驗新方法(1S0法)。由于灰砂比、水灰比、振實、抗壓夾具、級配標(biāo)準(zhǔn)砂等試驗條件的根本不同，徹底改變了GB檢驗方法測定水泥強度值“虛高”的局面。ISO法的等同采用，使我國水泥強度普遍降低了一個標(biāo)號，這是一項促使水泥質(zhì)量上水平，實現(xiàn)我國水泥標(biāo)準(zhǔn)與ISO國際標(biāo)準(zhǔn)接軌的重要舉措。立窯水泥面臨生存與發(fā)展的嚴(yán)峻考驗和挑戰(zhàn)，為使立窯水泥質(zhì)量能夠盡快適應(yīng)ISO法，本文就提高立窯水泥質(zhì)量方面探討技術(shù)措施。
2 提高立窯水泥質(zhì)量的技術(shù)措施
2.1 選擇易磨易燒的原燃料
立窯水泥的生產(chǎn)實踐表明，選擇不同的原燃料配料，生料的易磨易燒性是完全不同的?？梢?，選擇易磨易燒的原燃料十分必要。
2.1.1 石灰石
燧石不僅硬度大，而且晶形結(jié)構(gòu)完整，粉磨、燒成所需的能耗都很高，故燧石含量高于4.0％的石灰石不宜使用。
2.1.2 粘土
用頁巖或粉砂巖作粘土質(zhì)原料有利于粉磨和熟料燒成。
粘土質(zhì)原料一般要求硅率(n)為2．5～3．5，如n >3．5，則可能是含粗砂過多的砂質(zhì)土，不宜使用。
用粗砂作硅質(zhì)校正原料的做法一般不可取。
2.1.3 無煙煤
立窯使用的煤應(yīng)盡量選用揮發(fā)分為6．59．0％，發(fā)熱量為23000～25080kJ／kg的無煙煤，這種煤有利于上火正常、底火穩(wěn)定，便于立窯大風(fēng)大料操作。
2.2 物料均化
水泥熟料的主要礦物是靠固相反應(yīng)形成的，而固相反應(yīng)是通過高溫下反應(yīng)物接觸表面上質(zhì)點熱運動的加強，并相互擴(kuò)散而進(jìn)行的。因此，生料混合不均勻，有效接觸面就少，必然影響反應(yīng)速度。從整體看，即使配料方案是合理的，但如果生料混合不均勻，就會造成從各個局部看，某一化學(xué)組分不是偏多就是偏少，偏離要求的數(shù)值。生產(chǎn)實踐表明，人窯生料成份穩(wěn)定，立窯生產(chǎn)就容易保持正常，熟料質(zhì)量也就有保證。因此，對沒有自己礦山、原料品質(zhì)波動大、物料儲存期短的立窯水泥廠來說，物料的均化就顯得尤為重要。
2.2.1 原料預(yù)均化
原料成份波動是影響出磨生料合格率的主要原因，原料的預(yù)均化方式通常有三種：(1)預(yù)均化堆場； (2)預(yù)均化長條庫；(3)多庫搭配。
預(yù)均化堆場均化效果好，均化系數(shù)可達(dá)6～10，但投資大，適宜于原料成份波動大，且生產(chǎn)規(guī)模大的立窯廠。預(yù)均化長條庫采用平鋪堆料、橫斷面切取物料方式均化，均化效果較好，均化系數(shù)可達(dá)3～5，投資較大，適用于礦點多，成分波動較大的原料預(yù)均化。多庫搭配效果一般，均化系數(shù)為2～3，但投資省、簡單易行，適用于成份波動不大的原料預(yù)均化。
2.2.2 生料均化
出磨生料的成份波動還是較大的，即使在合格范圍內(nèi)，也是如此。因此，進(jìn)行生料均化很有必要。生料均化方式通常有三種：(1)空氣攪拌；(2)漏斗流式均化；(3)機(jī)械倒庫。
空氣攪拌庫常用的有兩種，一種是間歇式空氣攪拌庫，其均化系數(shù)可達(dá)8～10；另一種是連續(xù)式空氣攪拌庫，可同時進(jìn)出料，其均化系數(shù)為6～8。漏斗流式均化方式是指在普通圓庫內(nèi)采用漏斗流式均化裝置，使圓庫內(nèi)物料從上至下，全斷面、立體式的以漏斗流為特征的全方位取料，并使取料、混合均化與出料同步進(jìn)行，其均化系數(shù)可達(dá)2～6。立窯廠常
用的機(jī)械倒庫其均化系數(shù)為2～3。
立窯廠的生料均化已越來越被引起重視，并且發(fā)展趨勢是采用均化效果較好的空氣攪拌庫，但在使用時，一定要控制好供氣量、充氣壓力、生料水分及料面高度，這是保證均化庫正常使用和效果的必備條件。
2.3采用工業(yè)廢渣配料
一些工業(yè)廢渣中含有一定量的與水泥熟料成份相似的硅酸鹽礦物及高活性玻璃體，如粒化高爐礦渣、鋼渣、電爐還原渣。從化學(xué)成份上看，這些廢渣是一種具有較高潛在活性的低鈣高硅熟料。采用一定比例的上述廢渣配料是預(yù)先在生料中培植了“晶種(或晶核)”，在燒成過程中充分發(fā)揮晶種的“誘導(dǎo)結(jié)晶”作用，不但能夠顯著改善生料易燒性，加速硅酸鹽礦物的大量形成，而且可以降低熟料燒成熱耗及f-CaO含量，促進(jìn)固相反應(yīng)的順利進(jìn)行。此外，當(dāng)加熱到一定溫度時，處于穩(wěn)定狀態(tài)的高活性玻璃體可釋放出結(jié)晶潛熱，在料球內(nèi)部起到“熱激發(fā)”作用。又因廢渣中CaO、Si02系高活性成份，均不需要再耗熱分解即可直接參與化學(xué)反應(yīng)，故有增產(chǎn)、降耗、提高熟料質(zhì)量的作用。
2.4復(fù)合礦化劑
自八十年代初復(fù)合礦化劑推廣應(yīng)用以來，各立窯廠普遍取得了提高立窯熟料質(zhì)量并節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本的效果。由于復(fù)合礦化劑在熟料煅燒過程中，能降低液相的生成溫度和降低液相粘度，有利于硅酸鹽礦物的形成，使立窯煅燒更適宜于較高KH,SM的配料方案，在熟料中形成較多的硅酸鹽礦物，從而提高熟料強度。另外，復(fù)合礦化劑的應(yīng)用還有利于擴(kuò)大原燃料的使用范圍。值得一提的是，復(fù)合礦化劑配料容易引起水泥緩凝和28天抗折強度偏低。
礦化劑的種類很多，大致可分為以下幾類：
1.氟化物類
CaF2、MgF2、AlF3、BaF2、NaF等。據(jù)資料介紹，這些氟化物的礦化效果是NaF>BaP2>Al F3> MgP2CaF2。
2．氟硅酸鹽類
Na2SiP6、MgSiP6、CaSiP6等。
3．硫酸鹽類
NaS04、K2S04、ZnS04、FeS04、Fe2 (S04) 3、MnS04、CaS04等。
4．磷酸鹽類
Ca3(P04) 2、Zn3(P04) 2、AlP04、PeP04等。
5．氯化物類
CaCl2、NaCl等。
6．其它
鉛鋅尾礦、硫尾礦、銅尾礦、鈦礦渣、重晶石尾礦等。
可以作為礦化劑的原料很多，各立窯廠應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐馁Y源、成本情況，并結(jié)合本廠的生產(chǎn)實際，盡量選用效果好、成本低、符合環(huán)保要求的礦化劑。
2.5 調(diào)整配料方案
水泥強度檢驗采用新方法后，一定要使熟料礦物組份中C3S+C 2S的總量達(dá)到75％以上，因為水泥熟料的水硬性礦物主要是硅酸鈣，否則熟料強度就不能保證。所以必須要有一個適當(dāng)?shù)娘柡捅?，并要提高硅酸率和鋁氧率，減少C4AF的含量。
硅酸率SM表達(dá)了水泥熟料中硅酸鹽礦物和熔劑礦物的比值。當(dāng)熟料飽和系數(shù)相對穩(wěn)定時，SM決定硅酸鹽礦物的數(shù)量，SM高則說明熟料中硅酸鹽礦物多而熔劑礦物相對較少，增加熟料中硅酸鹽礦物比例必須要降低熔劑礦物含量，否則就難以達(dá)到目的。
水泥強度檢驗采用新方法后，熟料三個率值的控制可參考如下方案：KH0.92～0.96、SMl.9～2.3、IMl.3～1.6。
2.6控制生科細(xì)度
生料細(xì)度，特別是900孔篩(0.20mm篩)篩余量，對熟料礦物形成和固相反應(yīng)完全程度影響很大。900孔篩篩余量增大，粗粒?